Биоценозы зарослей макрофитов верхней сублиторали северокавказского побережья черного моря

ВВЕДЕНИЕ
В конце ХХ века особую остроту приобрели проблемы социально-экономического, демографического и экономического характера. Вступление общества в эпоху научно-технической революции сопровождается интенсивным использованием природных ресурсов, что нередко связано с губительными последствиями для окружающей среды.
Не являются исключением и наши южные моря, которые с давних пор вовлечены в сферу хозяйственной деятельности, являясь источником и резервом биологических, постоянно возобновляемых ресурсов.
Таким образом, возникает необходимость в изучении на современном уровне биологии, экологии водорослей и беспозвоночных, их существования в экстремальных условиях, чтобы предотвратить разрушение водных экосистем на Северо-Кавказском побережье Черного моря, где имеют широкое распространение многочисленные морские биоценозы.
Биоценозы морских зарослей представляют собой комплекс, состоящий из макрофитов и организмов, приспособленных к существованию на макрофитах и удовлетворяющих свои топические и пищевые потребности в данных условиях. Знание флоры и фауны сообществ позволяет определить многообразие взаимоотношений и особенности расселения отдельных видов беспозвоночных, а также изучить биологическое разнообразие в морских экосистемах и их приспособительные реакции. Знание биологии массовых видов зарослей сообществ важно при изучении кормовой базы рыб, питающихся перифитоном и бентосом. Беспозвоночными, обитающими в зарослях цистозиры, питаются очень многие рыбы, например рулена, морская собачка, бычки, кефаль, пиленгас, морской ёрш и другие.
В последнее время антропогенное загрязнение Мирового океана оказывает весьма значительное влияние на жизнь морских сообществ, что проявляется в ухудшении условий среды обитания и сказывается, как на уменьшении общей продукции фитобентоса и животных, так и в сокращении численности и угнетении роста отдельных видов, составляющих морские биоценозы. Антропогенное воздействие в виде загрязнения или изменения химического состава морской сферы при искусственном уменьшении речного биологического стока, случайная интродукция некоторых видов также сказывается на распространенности многих видов, характерных для локальных и широко распространенных биоценозов. Черное море, естественно, не является исключением, и его экосистема подвергается активному воздействию со стороны человека. Так, к примеру, случайное заселение в Черном море хищного моллюска Rapana thomasiana Grosse привел к сокращению количества двустворчатых моллюсков. Проблема может быть разрешена контролем численности Rapana thomasiana и использованием её в некоторых отраслях промышленности.
Для определения загрязненности, для моря в целом и для его отдельных участков, целесообразно изучать состояние биоценозов и видов их составляющих, на конкретных участках северокавказского шельфа.
Макрофиты являются ключевым элементом прибрежных экосистем и природной резервацией организмов – обрастателей судов и гидротехнических сооружений, поэтому знание их видового состава и приуроченности важно для технической и навигационной гидробиологии.
Данная работа проводилась в пределах шельфа Северо-Кавказского побережья на участках Абраусского полуострова и в Новороссийской бухте. Основное внимание было уделено сообществам популяций бурых водорослей Cystoseira barbata и Cystoseira crinita, так как они являются преобладающими в прибрежных морских биоценозах. Цель работы состояла в определении характера донных биоценозов в условиях антропогенного прессинга, выявление топических связей зообентоса с зарослями макрофитов.
Основные задачи работы заключаются в исследовании структуры фитоценозов цистозиры и в изучении беспозвоночных населяющих эти фитоценозы.
Хочу поблагодарить профессора Громова В.В. за ценные рекомендации и помощь в обсуждении результатов и написании работы, а также Фроленко Л.Н. за помощь в обработке материалов на базе АзНИИРХа.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Альгологические исследования на Черном море развивались поступательно. Первые сведения о водорослях Черного моря появляются в середине ХVIII века в трудах русского батаника С. Гмелина. В конце прошлого века на Черном море начались крупные альгологические исследования (Декенбах, Римави, Арнольди). С именем Морозовой-Водяницкой связаны первые санитарно-биологические исследования Новороссийской бухты. У А.А. Калугиной-Гутник впервые появляются сведения об экологии отдельных видов, их сезонной динамике, горизонтальном и вертикальном распределении. Качественный состав биоценоза цистозиры впервые определен С.А. Зерновым (1913). Количественную характеристику животных в зарослях прибрежных водорослей одним из первых провел В.А. Водяницкий (1928).
Л.В. Арнольди (1949) изучил у берегов Крыма фауну скал и каменистых россыпей, включая фауну цистозиры, как качественно, так и количественно.
И.В. Шаронов (1952) описал фауну участка моря, примыкающего к Карадагу, и привел количественные данные в расчете на м2 дна. В Голубой бухте, вблизи Геленджика О.Г. Редниченко (1957) проводил количественный учет животных в зарослях цистозиры на глубине 5-11 м. Е.Б. Маккавеева (1959, 1964) исследовала количественную динамику, внутренние связи между организмами в биоценозе цистозиры в районе Севастополя и Карадага, качественное и количественное распределение макрофауны зарослей цистозиры и филлофоры у западного побережья Крыма в зависимости от вида водоросли-субстрата Новороссийской морской биологической станции.
Исследования по изучению влияния нефтяного загрязнения начаты в 1969 году на кафедре ботаники РГУ (Громов В.В.), то есть со времени появления в Новороссийской бухте нефтепорта “Шесхарис”.
Количественная характеристика биоценоза цистозиры северо-восточной части Черного моря проведена Н.Ю. Миловидовой (1969). И, наконец, качественную и количественную характеристику биоценоза Геленджикской бухты провела Смоляр Р.И. (1973).
Работы Е.Б. Маккавеевой стали основными для изучающих зарослевые биоценозы Черного моря. Для более удобного представления количественных соотношений между отдельными группами животных она разбила беспозвоночных на 8 группировок.
1. Перимикробиоз (молодь турбеллярий, нематод, полихет, острокоды, гарпактициды и клещи).
2. Брюхоногие моллюски.
3. Полихеты.
4. Пластинчатожаберные моллюски.
5. Равноногие и танаидовые.
6. Бокоплавы и капреллиды.
7. Десятиногие раки.
8. Макрофиты, эпифитирующие на цистозире.
Именно этих группировок придерживаются многие исследователи при анализе беспозвоночных, обитающих в зарослях цистозиры.
В нашей работе основное внимание уделено беспозвоночным животным зарослей.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ПОДВОДНЫХ ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
К доминирующим макрофитам Черного моря относятся виды крупной многолетней водоросли Cystoseira Ag., (класс Cyclosporophyccae Aresch, порядок Fucales Kylin, семейство Sargassaccae Kutz). По данным А.А. Калугиной-Гутник (1973) в Черном море массово произрастают 2 вида: Cystoseira barbata (Good.et Wood). Ag. и Cystoseira crinita (Desf.) Bory. Это доминанты ассоциаций скалистых грунтов Северо-Кавказского побережья, наиболее высоко продуктивные виды Черного моря, имеют важное биологическое значение, перспективы промышленного использования в широких масштабах.
В настоящее время разработано множество методов изучения морских фитоценозов. Наименее трудоемкие и более объективными считаются методы с применением легководолазного оборудования. Это в первую очередь метод линейных трансект и метод единственной учетной площадки.
Метод линейных трансект (Понятовский 1964) был модернизирован Громовым В.В. (1968). Геоботаническое исследование бентосной растительности ведется от уреза воды с привязкой к ориентирам на местности. Специфика метода в следующем: от уреза воды в сторону моря протягивается фал с грузом на конце. Фал маркируется через каждые 2 м бирками с подписанным метражом. Этот метод позволяет определить горизонтальное сложение растительности, отметить границы фитоценозов, определить размер пятен при мозаичном сложении отметить ярусность ценоза, наличие доминантов и эдификаторов в ценозе, отметить проективное покрытие, а также границы между сообществами.
Метод единственной учетной площадки (Громов 1968, 1969, 1971) заключается в следующем. Проплывая вдоль фала, выбирают наиболее типичную площадку размером 10•10 м, на которой собираются все виды водорослей для определения флористического богатства, по углам которой берут 4 рамки по 0,25 м2. Такой метод позволяет определить флористические и аналитические количественные показатели конкретного фитоценоза (численность, масса, размер). Учетных площадок должно быть не менее 3-6 на разрез. Наши наблюдения проводились в июле-августе 1999-2001 гг. в районе Новороссийской бухты и Абраусского полуострова.
Сбор зообентоса проводился в июне 2000 г. и июле 2001 г., причем куст цистозиры накрывается ловушкой-мешком (0,25 м2) из мельничного газа 49 и водоросли срезались под подошву. Определение материала осуществлялось на базе АзНИИРХа и на кафедре ботаники РГУ.
Исследования по зарослевым беспозвоночным северокавказского побережья проводились на 5-х разнородных участках, включающих в себя 10 гидробиологических разрезов:
1. Гидробиологический разрез в районе с/о лагерь “Лиманчик”. Включает 3 разреза.
1.1. Гидробиологический разрез в 500 м южнее бухты Дюрсо.
1.2. Гидробиологический разрез у пляжа Диана.
1.3. Гидробиологический разрез у пирса.
2. Район п. Южная Озереевка. Включает 3 гидробиологических разреза.
2.1. Гидробиологический разрез скал в 500 м севернее п. Южная Озереевка.
2.2. Гидробиологический разрез у пляжа п. Южная Озереевка.
2.3. Гидробиологический разрез у нефтетерминала Каспийского трубного консорциума (КТК).
3. М. Мысхако. Включает один гидробиологический разрез.
4. Западное побережье Новороссийской бухты. Включает 2 гидробиологических разреза.
4.1. Гидробиологический разрез у п. Алексино.
4.2. Гидробиологический разрез у м. Любви и в порту.
5. м. Шесхарис. Включает один Гидробиологический разрез .
3. ХАРАКТЕРИСТИКА БИОЦЕНОЗОВ ЗАРОСЛЕЙ МАКРОФИТОВ НОВОРОССИЙСКОЙ БУХТЫ И АБРАУССКОГО ПОЛУОСТРОВА
3.1. Характеристика биоценоза зарослей макрофитов у с/о “Лиманчик”
3.1.1. Гидробиологический разрез у пляжа Диана
Гидробиологический разрез, заложенный нами в 50 м к северу от пирса, характеризуется скально-валунным грунтом, чистой и прозрачной водой, ощутимым южным течением. На разрезе отчетливо видно чередование фитоценозов.
Так в полосе прибоя до глубины 0,5 м валуны и камни покрыты скользкими корковыми синезелеными водорослями Rivularia nitida и Lyngbia confervoides.
С глубины 0,5 м появляются разреженные сообщества зеленой водоросли Enteromorpha prolifera, проективное покрытие которой составляет 5% и красной водоросли Corallina officinalis (45%).
С глубиной диаметр валунов с 50-70 см увеличивается до 1-2 м, на них появляются небольшие кустики Cystoseirа crinita.
На глубине 1,0 м общее проективное покрытие фитоценозов увеличивается до 90%. В этом поясе развиваются многоярусные ассоциации с большим количеством олигосапробных видов. Эдификатором является Cystoseirа crinita, ее фитомасса составила 3373 г/м2 при плотности 131 экз./м2. Общая же масса фитоценоза не превышает 3595 г/м2. Первый ярус образует цистозира, во втором ярусе находятся ценопопуляции бурых водорослей Dilophus fasciola (фитомасса составила 45 г/м2) и Cladostephus verticillatus (фитомасса 70 г/м2) с проективным покрытием 5-10 %. Третий ярус образует бурая водоросль Padina pavonia с проективным покрытием 3 %. В четвертом ярусе находится красная корковая водоросль Hildenbrandtia prototypus.
Эпифитная синузия на глубине 1,0 м представлена следующими видами: Laurensia coronopus с фитомассой 2,6 г/м2, Polysiphonia subulifera с фитомассой 8 г/м2 и Ceramium. рedicellatum с фитомассой 10,5 г/м2.
К глубине 1,5-2,0 м наблюдается некоторое отличие в видовом составе и структуре фитоценозов. Общее проективное покрытие достигает 100 %. Доминантным видом в верхнем ярусе, также как на глубине 1,0 м, является Cystoseirа crinita. Второй ярус образован ценопопуляцией зеленых водорослей Enteromorpha prolifera и Cladophora albida, с очень небольшой плотностью. В третьем ярусе были отмечены те же виды, что и на предыдущей глубине, но к ним добавляется Ceramium pedicellatum с фитомассой 12 г/м2.

Продолжение работы в архиве